一、本文概述
水箱是一种常见的储存设备，无论是在工业还中民用工程中都有着大量的应用，对于水箱的测量是一项重要的工作，只有及时掌握与控制水箱内的液位和容积，才能保证水箱安全、、可靠地运行。针对于水箱液位测量开发出来的液位计也有很多种，诸如磁翻板液位计、差压式、超声波及雷达液位计等都在其中占有较大的比重，每一种液位计的功能都有相似与差异，如何找到一款适合于自身工况条件的液位计，我们首先要对这些液位计功能有一个充分的了解，对于需求企业的测量系统的设计人员和采购人员来说，要根据各种液位计的特点、用户的要求和经济性，合理选用液位计，达到的性价比。
本文就是针对于用户在磁翻板液位计等水箱液位仪表的选型过程中产生的问题，简要介绍了水箱计量的选型、功能差异以及水箱常用液位计的基本原理、特点和应用场。根据不同液位计的性能特点给出水箱液位测量的选型原则。
二、液位计分类及技术要求：
1.1液位计分类
按水箱液位测量原理来分类:有直接式液位测量仪表、差压式液位测量仪表、浮力式液位测量仪表、电气式液位测量仪表、超声波式液位测量仪表、雷达液位测量仪表、放射性液位测量仪表等。根据测量的介质特性来分类:常用的液位计有重锤浮球式液位计、磁翻板液位计、雷达液位计、超声波液位计、差压液位计等。
1.2测量方法的选择依据
通常根据测量要求来选择液位测量方法。测量要求一般有以下几方面:
(1)测量范围、需要的精度及测量功能;
(2)测量仪所处的环境;
(3)被测介质的物理化学性质和状态，如强酸、强碱、易凝固结晶和勃稠性、气化性等;
(4)操作条件的变化，如介质温度、压力、浓度的变化等;
(5)被测对象容器的结构、形状、尺寸、容器内的设备附件及各种进出料口等。
选择测量方法时，要注意以下几点:
(1)工程仪表选型要有统一的考虑，尽可能减少品种规格，减少备品备件;
(2)工艺商的具体要求;
(3)实际的工艺情况。
2电厂常见液位计的性能特点
2.1磁翻板液位计
磁翻板液位计根据浮力原理和磁性藕合作用研制而成。当水箱中的液位升降时，液位计本体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的磁铁通过磁藕合传递到磁翻柱指示器，驱动红、白翻柱翻转1800，当液位上升时翻柱由白色转变为红色，当液位下降时翻柱由红色转变为白色，指示器的红白交界处为容器内部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。也可在本体管上加装磁性开关或远传变送器，输出开关信号或模拟量信号。
磁翻板液位计主要技术指标:
测量范围:0.356m}Z};
精度:士10mm(就地指示型)。
磁翻板液位计特点:
(1)适用于高温、高压和腐蚀性等场合，可就地显示和远程控制。本体管采用无缝钢管，连接管处采用拉孔焊接，内部无划痕。安装方式可选择侧装和顶装，本体下端密封。
(2)指示新颖、醒目，测量范围比较大。
(3)对于大量程(}6m)的测量，考虑到运输、投资等问题，可以采用几根串联，但是不能直接读出液位数值。磁翻板液位计中润滑油在冬季寒冷地区可能会冻结，可采用保温夹套。
2.2
浮球式液位计
磁浮球液位计由磁浮球、传感器、变送器三部分组成。当磁浮球随液位变化，沿导管而上下浮动，浮球内的磁钢吸合传感器内相应位置上的干簧管，使传感器的总电阻(或电压)发生变化，再由变送器将变化后的电阻(或电压)信号转换成4～20mA的电流信号输出。并可在显示仪上设定上、下限报警，实现对液位的位式控制。
结构原理：
由液位传感器和智能HART板(电流转换器)两部分组成，浮球与液位同步变化，控制干簧管吸合断开，从而使传感器内电阻成线性变化，再由转换器将电阻的变化转换成4~20mA标准电流信号并叠加HART数字信号输出。
(1)结构简单，观测直观。
(2)精度不高，只能做工业测量用。
(3)由于浮球随着液位波动，对液位测量有一定误差。适用于常压水箱，不适用于带压水箱的液位测量。
2.3雷达液位计
雷达液位计是利用超高频电磁波经天线向被测容器的液面发射，当电磁波碰到液面后反射回来，仪表检测出发射波及回波的时差，从而计算出液面高度。
雷达液位计主要技术指标:
测量范围:0一40m;
精度:士1mm
雷达液位计特点:
(1}适用于大型立罐和球罐等测量。
(2}仪表精度分为工业测量级和计量级精度，可满足不同测量和计量的要求。安装简单，但其下方不得存在遮挡物体，否则会影响微波的发射和接收，通常安装在罐顶，价格高。
(3)被测介质的相对介电常数、液位的湍流状态、介质中气泡的大小，均会对测量结果产生影响。
2.4超声波液位计
采用超声波测量液位的方法很多，如脉冲回波法、共振法、频差法以及声衰减法等，其中应用较广泛的是脉冲回波法。脉冲回波法的基本工作原理是:声波换能器由脉冲信号激励发出超声波，超声波通过介质传播到达液面，形成反射波，反射波再经介质传播返回到换能器，换能器把声信号转换成电信号，由二次仪表测出从发射声波到接收到信号所需的时间，再根据超声波在介质中传播速度和换能器的安装高度，计算出液位高度。
超声波液位计
主要技术指标:
测量范围:0一50m;
精度:士1mm
超声波液位计特点:
(1}适用于液体、颗粒状、粉状物料以及浓稠的、有毒的物料的料位测量。
(2)对腐蚀性介质考虑选用防腐探头。
(3)可用于压力容器和常压容器。
(4)不宜用于温度变化较大的工艺过程。
(5)不适合挥发性很强的石油产品液位测量，液体表面的悬浮物及泡沫会影响声波的反射强度。
(6)真空系统的水箱不能用超声波液位计。
2.5差压液位计
压强可以用液位高度和液体密度的乘积来表示。差压液位计就是通过测量压强来得到液位的。此外，还可测量介质的质量、体积和密度。早期由于静压变送器的测量精度比较低，受环境温度影响比较大，所以差压液位计并未被广泛采用。近些年由于变送器和计算机技术的发展，差压液位计受到了一定程度的欢迎。
h=P/ρg
式中p—指示压力;
ρ—介质密度;
h—液位高度。
差压液位计特点:
(1)安装简单，无可动部件，工作可靠，日常使用维护量小。
(2)测量介质的密度、质量精度较高，测量液位精度一般。
(3)大风引起的气压变化会影响测量精度。
(4)不能用于测量介质分层的水箱液位。
(5)尤其适用于远传信号和远程监控。
2.6电厂水箱常用液位计性能比较
常用液位计性能比较如表1所示。
三、用户需求
液位计是水箱必不可少的测量仪表。用户对水箱液位监控一般要求就地、远传两种。
就地液位计安装在现场，能够直观、醒目地看到液位，供巡检时检查或与DCS比对。用户一般倾向于选用重锤浮球式液位计或者不带远传功能的磁翻板液位计。
远传液位计通过液位变送器将液位的变化转换成标准电流信号，远传至操作控制室供二次仪表或计算机装置进行集中显示、报警或自动控制。磁翻板液位计、雷达液位计、超声波液位计和差压液位计均可设置远传功能，其中差压液位计适用于远传。
四、经济性
经济性是选用液位计时需考虑的一个重要指标。重锤浮球式液位计和磁翻板液位计价格比较便宜，重锤浮球式液位计价格一般为1500元/米(设备制造厂提供)，磁翻板液位计价格一般为2000元/米(设备制造厂提供);差压式液位计比前两种贵些;雷达液位计和超声波液位计价格比较高。常用液位计的价格高低一般为:雷达液位计>超声波液位计>差压液位计>磁翻板液位计>重锤浮球式液位计。
五、结论
上述常用液位计均能满足水箱液位测量要求，也均有使用。
对于就地液位计，一般可选用浮球式液位计或者不带远传功能的磁翻板液位计。浮球式液位计显示醒目，但存在一定的机械磨损。磁翻板液位计磁性会随着时间推移而减弱，从而影响液位计的正常运行。在设备检修时应对液位计进行例行检查，以减小其日常运行的故障率。
对于远传液位计，通常选用差压式液位计。超声波液位计和雷达液位计在技术上存在着相当的优势，但其价格昂贵，对使用环境要求较高。如果用户要求计量精度高而投资又不受限制，则可以采用超声波或者雷达液位计。
不建议选用就地、远传一体化的液位计，这种液位计一旦损坏，水箱液位的测量将无法进行。
综上所述，液位计的选型原则为:技术上可行，经济上合理，管理上方便，保证水箱在系统中稳定、经济地运行。
雷达液位计具有低维护，高性能、高精度、高可靠性，使用寿命长等优点。在与电容，重锤等接触式仪表相比较，具有无可比拟的优越性。
微波信号的传输不受大气的影响，所以它可以满足工艺过程中挥发性气体、高温、高压、蒸汽、真空及高粉尘等恶劣环境的要求。
工作原理：
雷达液位计采用发射--反射--接收的工作模式，天线发射出电磁波，这些波经被测对象表面反射后，再被天线接收，电磁波从发射到接收的时间与到液面的距离成正比，
关系式如下：D=CT/2式中D——雷达液位计到液面的距离C——光速T——电磁波运行时间雷达液位计记录脉冲波经历的时间，而电磁波的传输速度为常数，则可算出液面到雷达天线的距离，从而知道液面的液位。
在实际运用中，雷达液位计有两种方式即调频连续波式和脉冲波式。采用调频连续波技术的液位计，功耗大，须采用四线制，电子电路复杂。
而采用雷达脉冲波技术的液位计，功耗低，可用二线制的24VDC供电，容易实现本质安全，精确度高，适用范围更广。
雷达液位计采用脉冲微波技术，其天线系统发射出频率为6.8GHz、持续时间为0.8ns的脉冲波束，接着暂停278ns，在脉冲发射暂停期间，天线系统将作为接收器，接收反射波，同时进行回波图像数据处理，给出指示和电信号。
磁翻板液位计在应用的过程中会出现不可避免的产品磨损老化与污垢聚积，这些原因会导致磁翻板液位计的使用寿命下降，那么磁翻板液位计的保养方法是什么呢？下面为您解答：
一、液位计在使用的过程中，必须保证垂直。如果有倾斜的话，会造成磁浮子元件与测量管内壁摩擦，靠成元件的磨损，影响使用效果并有可能造成测量误差。
二、在设计安装连接通道的时候，可以能够在磁翻板液位计与安装接口之间多加装一对截止阀。这对阀门看似增加了少许成本，但作用却是很大的，方便了日后的保养维护与清洗检修，也可以在液位计发生故障时安全方便的进行拆装更换。
三、工业生产过程当中各种情况都有可能发生，因为磁翻板液位计的特殊工作原理，在生产当中需特别注意，不要将带有磁性的电器或原料堆放在液位计附近，这将直接导致测量数据的不准确，严重的还会破坏内部原有元件的磁性，使其无法正常使用。
四、在每次对液位计内部清洗完毕之后，注意缓慢的让被测容器内的液体流入测量管，过快的流速会对浮球造成冲击，严重的话可以使浮球破损，造成无法测量液位的后果。
五、被测介质有沉淀现象时，则需要定期定时的对磁翻板液体计进行排污与清洗。多过的沉淀物会使测量数据产生误差，并导致液位计的使用寿命缩短。
六、操作人员应该在日常使用当中密切注意是否有漏液的现象发生，应及时对漏液部分的元件进行更换，防止漏出介质对液位计造成腐蚀破坏。
七、在磁翻板液位计的周围，也是不允许有带有导磁性的物质接近的。远传型磁翻板液位计在捆绑时，必须注意的就是禁止使用铁质的材质进行捆绑加固，这么做的结果将会使液位计无法正常工作。
八、遇到故障时不要在没有准备的情况下就自行处理，一定要在了解原因之后再加以维修，如果有不明白的情况可以向厂家进行咨询，否则对液位计元件造成损坏就得不偿失了。
九.使用之前，要用校正磁钢把液位计零位以下的小球设置成红色的，其他部位的小球则要设置成白色。
十、在用户自行添装伴热管路的时候，要选择非导磁的材料，比如说紫铜管之类的材质，而伴热管路的温度则要根据具体的介质来确定。而磁翻板液位计的安装位置，也要注意避开或者远离介质的进出口处，否则会因为局部区域介质的快速变化，影响测量数据的准确性。同时还需要注意的就是，在介质内不要含有固体的杂质，或者说带有磁性的物质，这些都会对浮球的工作造成阻碍。
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